用于啟用軸對(duì)稱以用于改進(jìn)的流動(dòng)傳導(dǎo)性和均勻性的在線去耦合等離子體源腔室硬件設(shè)計(jì)的制作方法
【專利說明】
歷技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開的實(shí)施例涉及用于處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備及方法。更具體地，本公開的實(shí)施例涉及用于改善處理腔室中的電場(chǎng)、氣流和熱分布的對(duì)稱性以實(shí)現(xiàn)處理均勻性的設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的半導(dǎo)體處理腔室(諸如等離子體蝕刻腔室)可具有偏移(off-set)栗設(shè)計(jì)，其中基板支撐件和等離子體/氣體源沿一個(gè)軸對(duì)準(zhǔn)，并且渦輪栗沿不同的軸對(duì)準(zhǔn)，以提供對(duì)所有腔室部件的容納及便于存取所有腔室部件。然而，偏移栗設(shè)計(jì)是固有不對(duì)稱的，這可引起正被處理的基板上的不均勻性并引起顆粒問題，因?yàn)閬碜蕴幚淼母碑a(chǎn)品可從基板和處理腔室的所有表面被有效地栗送出。
[0003]因此，需要啟用(enable)對(duì)稱的流動(dòng)的處理腔室。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開一般涉及用于處理腔室中的電場(chǎng)、氣流及熱分布中的對(duì)稱以實(shí)現(xiàn)處理均勻性的設(shè)備及方法。
[0005]本公開的一個(gè)實(shí)施例提供用于處理基板的設(shè)備。該設(shè)備包括腔室外殼，該腔室外殼限定具有中心軸的處理容積。該腔室外殼具有穿過腔室外殼的底部形成的開口，并且該開口關(guān)于中心軸是基本上對(duì)稱的。該設(shè)備進(jìn)一步包括基板支撐組件，該基本支撐組件被設(shè)置在該處理容積中；氣體分配組件，該氣體分配組件被定位成在處理容積中朝向基板支撐組件的支撐表面遞送一個(gè)或多個(gè)處理氣體；以及閘閥，該閘閥耦接至該腔室外殼的開口。該基板支撐組件具有一支撐表面，該支撐表面用于將基板定位成關(guān)于該中心軸基本上對(duì)稱，并且該基板支撐組件被附接至該腔室外殼的側(cè)壁。
[0006]本公開的另一個(gè)實(shí)施例提供基板支撐組件。該基板支撐組件包括:靜電夾盤，該靜電夾盤具有用于支撐基板的頂表面；支撐塊，該支撐塊包括:盤，用于支撐該靜電夾盤；以及安裝塊，該安裝塊附接至該盤，以用于以懸臂方式將該盤和該靜電夾盤安裝至側(cè)壁。
[0007]本公開的又一個(gè)實(shí)施例提供用于處理基板的方法。該方法包括:將基板定位于基板支撐組件上，該基板支撐組件被設(shè)置于處理腔室的處理容積中。該處理容積基本上對(duì)稱于中心軸，該基板被定位成關(guān)于中心軸基本上對(duì)稱，且該基板支撐組件以懸臂方式被附接至該處理腔室的側(cè)壁。該方法進(jìn)一步包括:通過被定位成基本上對(duì)稱于中心軸的氣體分配組件來將一個(gè)或多個(gè)處理氣體遞送至處理容積，同時(shí)通過閘閥對(duì)該處理容積抽真空(vacuuming)，該閘閥被親接至處理腔室上的開口，其中該開口關(guān)于中心軸是基本上對(duì)稱的。
【附圖說明】
[0008]為了可詳細(xì)理解本公開的上述特征的方式，可通過參照實(shí)施例對(duì)簡(jiǎn)要概述于上的本公開進(jìn)行更加詳細(xì)的描述，該等實(shí)施例中的一些實(shí)施例圖示于附圖中。然而應(yīng)注意的是，這些附圖僅圖示本公開的典型實(shí)施例且因此不被視為限制本公開的范疇，因?yàn)楸竟_可允許其他等效實(shí)施例。
[0009]圖1A為根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的等離子體處理腔室的示意性俯視圖。
[0010]圖1B為圖1A的等離子體處理腔室的截面?zhèn)纫晥D。
[0011]圖1C為圖1A的等離子體處理腔室的第二截面?zhèn)纫晥D。
[0012]圖2A為根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的支撐塊的示意性透視俯視圖。
[0013]圖2B為圖2A的支撐塊的示意性透視仰視圖。
[0014]圖3為根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的腔室襯墊的示意性透視截面圖。
[0015]圖4為根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的線軸的示意性透視截面圖。
[0016]圖5為根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的升降桿組件的示意性透視圖。
[0017]為了便于理解，已經(jīng)在可能的地方使用相同的附圖標(biāo)記來指示諸圖所共有的相同元件?？蓸?gòu)想，在一個(gè)實(shí)施例中公開的元件可有利地用于其他實(shí)施例上而無需特定詳述。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本公開一般涉及用于處理腔室中的電場(chǎng)、氣流及熱分布中的對(duì)稱性以實(shí)現(xiàn)處理均勻性的設(shè)備及方法。本公開的實(shí)施例包括等離子體處理腔室，該等離子體處理腔室具有沿著同一中心軸對(duì)準(zhǔn)的等離子體源、基板支撐組件和真空栗，以在等離子體處理腔室中創(chuàng)建基本上對(duì)稱的流動(dòng)路徑、電場(chǎng)及熱分布，從而導(dǎo)致改善的處理均勾性和減少的偏斜(skew)。一個(gè)實(shí)施例包括腔室襯墊，該腔室襯墊被設(shè)計(jì)成限定用于基板處理的基本上對(duì)稱的內(nèi)容積。該腔室襯墊還可提供用于與真空栗系統(tǒng)連接的接口。在一個(gè)實(shí)施例中，腔室襯墊可被用于改造(retro-fit)到現(xiàn)有的非對(duì)稱等離子體腔室的腔室主體中。
[0019]圖1A-1C為根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的等離子體處理腔室100的示意圖。等離子體處理腔室100通過沿著同一軸對(duì)準(zhǔn)等離子體源、基板支撐組件、節(jié)流閘閥和真空栗來改善處理腔室內(nèi)部的處理流動(dòng)均勻性和傳導(dǎo)性。在一個(gè)實(shí)施例中，等離子體處理腔室100可從具有偏移栗設(shè)計(jì)的現(xiàn)有等離子體處理腔室的腔室主體進(jìn)行改造。
[0020]圖1A為移除了腔室蓋106和等離子體源110的等離子體處理腔室100的示意性俯視圖。圖1B為提供基板升降組件140的細(xì)節(jié)的等離子體處理腔室100的截面?zhèn)纫晥D。圖1C為提供基板支撐組件130的細(xì)節(jié)的等離子體處理腔室100的第二截面?zhèn)纫晥D。等離子體處理腔室100包括腔室外殼，該腔室外殼具有基本上對(duì)稱于中心軸的內(nèi)容積，以用于改善處理均勻性。在一個(gè)實(shí)施例中，腔室外殼可包括腔室主體104和設(shè)置于腔室主體104內(nèi)的腔室襯墊120。
[0021]如圖1A中所示，腔室主體104為傳統(tǒng)的栗偏移處理腔室的腔室主體。腔室主體104最初被設(shè)計(jì)成具有在處理期間被定位成關(guān)于第一軸102基本上對(duì)稱的基板101?？申P(guān)于第二軸103穿過腔室主體104形成真空口 105，以用于栗送出腔室主體104的內(nèi)容積。第二軸103與第一軸102偏移，因此由腔室主體104所創(chuàng)建的處理環(huán)境關(guān)于第一軸102不是對(duì)稱的，該第一軸102亦為正被處理的基板101的中心軸。本公開的實(shí)施例提供用于使用第一軸102作為基本上對(duì)稱的處理的中心軸的方法的設(shè)備。
[0022]襯墊120被設(shè)置于腔室主體104內(nèi)。襯墊120將腔室主體104的內(nèi)部分成處理容積124和排除容積125。處理容積124由襯墊120所封圍，并且關(guān)于第一軸102是基本上對(duì)稱的。排除容積125位于襯墊120的外部。襯墊120還將真空口 105從處理容積124中排除?；逯谓M件130被設(shè)置于處理容積124中且關(guān)于第一軸102基本上對(duì)稱，使得基板101可在處理期間基本上對(duì)稱于第一軸102。如圖1B和1C中所示，等離子體源110、節(jié)流閘閥170和真空栗180關(guān)于第一軸102也是基本上對(duì)稱的。
[0023]等離子體源110可被設(shè)置于腔室蓋106的上方。在一個(gè)實(shí)施例中，等離子體源110可為具有連接至射頻(RF)電源118的一個(gè)或多個(gè)線圈112的感應(yīng)耦合等離子體源。一個(gè)或多個(gè)線圈112可被設(shè)置成與第一軸102同心，以用于在基本上對(duì)稱于第一軸102的處理容積104中生成并維持等離子體?？筛鶕?jù)處理要求而使用其他等離子體源。
[0024]可穿過腔室蓋106設(shè)置氣體輸送噴嘴114，以用于將一個(gè)或多個(gè)處理氣體從氣體面板116分配至處理容積124?？申P(guān)于第一軸102對(duì)稱地設(shè)置氣體輸送噴嘴114，以啟用對(duì)稱的氣流。替代地，其他氣體分配裝置(諸如噴頭)可關(guān)于第一軸102對(duì)稱地定位，以取代氣體輸送噴嘴114。
[0025]襯墊120可被成形為關(guān)于第一軸102封圍對(duì)稱的容積，并將腔室主體104的任何不對(duì)稱特征屏蔽于設(shè)置在襯墊120內(nèi)的基板支撐組件130外。在圖1A-1C中，襯墊120具有基本上圓柱形的側(cè)壁123，以用于限定基本上圓柱形的內(nèi)容積。凸緣127可從圓柱形側(cè)壁121的上端延伸。凸緣127允許襯墊120被安裝于腔室主體104上。底部123可從圓柱形側(cè)壁121向內(nèi)延伸。穿過底部123形成開口 128。開口 128允許處理容積124與節(jié)流閘閥170流體連通。開口 128可對(duì)稱于側(cè)壁121而形成。狹縫閥門開口 122可穿過側(cè)壁121而形成，以允許基板101的通過。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1C中所示，設(shè)施口 126可穿過襯墊120而形成，以允許基板支撐組件130與襯墊120的外部之間的電連接、氣體連接、流體連接及其他連接。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)施口 126可面向腔室主體104的栗送口 105形成，使得基板支撐組件130的設(shè)施可通過栗送口 105而進(jìn)入。
[0026]基板支撐組件130可包括用于在處理期間支撐和固定基板101的靜電夾盤132。靜電夾盤132可由其中嵌入有電極和/或加熱器的介電材料所形成。靜電夾盤132可設(shè)置于設(shè)施板134上。設(shè)施板134可包括用于向靜電夾盤132提供電連接、氣體供應(yīng)和溫度控制的多個(gè)特征。靜電夾盤132和設(shè)施板134可堆疊在支撐塊136的上方。支撐塊136可包括接口和通道，以允許與靜電夾盤132和設(shè)施板134的電連通、氣體連通及流體連通。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，支撐塊136可以懸臂方式被固定至襯墊120，以允許靜電夾盤132沿第一軸102居中，而具有沿著靜電夾盤132的邊緣區(qū)域到側(cè)壁121的基本上相同的間距量。如圖1C中所示，支撐塊136可在設(shè)施口 126處被固定至襯墊120。設(shè)施導(dǎo)管190可被附接至支撐塊136，以用于提供與靜電夾盤132和設(shè)施板134的電連通、氣體連通及流體連通。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)施導(dǎo)管190可穿過栗送口 105而延伸